JPH0518985B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

［産業上の利用分野］ 本発明はコンクリートを被覆した鉄骨構造に関
するものである。 ［従来の技術］ コンクリート被覆鉄骨構造において、新しい耐
震設計手法下における板幅厚比の比較を示すと次
の第１表の如くなる。

【表】 従来迄の基準下における幅厚比制限は第１表中
のFCクラスに相当する。新耐震設計法下では、
FA〜FDのクラスによつて設計荷重の大きさが異
なつてくる。 因みにFCクラスではFAクラスの４割増しの設
計荷重を取つて設計しなければならなくなつてい
た。 又FAクラスの板幅厚比制限を守つて設計した
場合、同じ断面積でも、鉄骨の板厚が厚くなるた
め、第１図に示す如く溶接量が多くなり、コスト
アツプになる場合が生じる。 第１図はフランジ板厚（ｍ／ｍ）と溶接量を
8V換算溶接長（mm）との関係を示したグラフで
ある。 なおPL−16×200の板と同断面積の板を溶接す
る場合（As＝32cm²） 一方、鉄骨の耐火被覆は第２表の如く法律で義
務づけられている。

【表】 ンクリートの場合
このように耐震設計上からの鉄骨の断面係数の
規制、耐火被覆の規定の諸条件を満足するため
に、一般には、鉄骨建方が完了した後に耐火被覆
材を鉄骨表面に吹付けた成形板を取付ける方法が
採用されており、また、ラスを鉄骨に巻いてその
上に吹付けたりしていたが、コストが大となるこ
とと、吹付材が飛びちるので作業環境が悪くなる
ため最近は座屈防止の強度を備えた鉄骨コンクリ
ートをプレキヤストした鉄骨の組立てが行われる
ようになつた。 ［発明が解決しようとする課題］ 鉄骨に座屈を生じさせないだけの強度を有する
鉄筋やコネクター筋を配設し、鉄骨表面にコンク
リート被覆を施してつくり、単体として十分な強
度を有するプレキヤスト鉄骨を組合せた場合は、
それぞれの鉄骨の被覆コンクリートの塑性が機能
して相互に動きを制約し合うようになるため、鉄
骨構造材としての合成効果が期待できないという
問題がある。 本発明はかかる問題点を解決するためになされ
たもので、十分な強度をもつて、プレキヤストし
た鉄骨が部材として有効な力学的挙動をすること
が出来るコンクリート被覆鉄骨構造を得ることを
目的とする。 ［課題を解決するための手段］ 本発明は、鉄骨の表面に鉄筋及びコネクター筋
を取りつけ、更にコンクリート被覆を施してつく
られたプレキヤスト鉄骨を用いて組立てられるコ
ンクリート被覆鉄骨構造物において、該鉄骨構造
物を構成するプレキヤスト鉄骨柱の上下端部の局
部座屈を生じない範囲を、コンクリートに代えて
軟らかい耐火材で被覆したものである。 ［作用］ 本発明においては強力な鉄筋とコネクター筋を
有する被覆コンクリートによつて鉄骨の座屈が防
止され、耐火性が保たれると共に、鉄骨柱の上下
端において被覆コンクリートが断続しており、被
覆コンクリート同士は連結していないので、夫々
の鉄骨は被覆コンクリートを介して他の鉄骨から
塑性的制約を受けることがなく、夫々有効な力学
的挙動をすることが出来る。 即ち、耐火被覆のコンクリートによつて、鉄骨
の座屈が防止され、耐力が得られるので、これに
よつて、従来基準の幅厚比制限でもFAクラスの
設計荷重で設計可能になる。 ［実施例］ 次に本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。 第２図イ，ロは本発明を角鋼管に適用した場合
の夫々平面及び断面図であり、第２図ハ，ニはＨ
形鋼に適用した場合の平面及び断面図である。 角鋼管１又はＨ形鋼２の表面に第２図に示すよ
うに丸鋼のコネクター筋３（6φまたは9φ）を50
mm〜100mmピツチで点溶接４し、型枠５にセツト
してコンクリート６を打設する。コンクリート６
は普通コンクリートでも良いが、軽量コンクリー
トにした方が、全体重量が軽くなるため設計荷重
も小さくなる。施工に当つては第３図に示す如
く、Ｈ形鋼（イ，ロ）図及び角鋼管（ハ，ニ）図
の夫々鉄骨１，２の表面に、プレキヤストで50mm
厚以上のコンクリート６を被覆したプレキヤスト
鉄骨部材を第４図に示すように現地で組立てる。 第４図はコンクリート被覆したプレキヤスト鉄
骨部材で柱１１、梁１２を接合する組立図で、イ
は立面図でロはイのＡ−Ａ断面図を示す。 柱１１と梁１２の接合部の鉄骨部には床スラブ
１３や梁側面１４と共に現場でコンクリートを打
設する。１５は柱１１の上下端部に施された例え
ば岩綿等の後づめの軟かい耐火被覆である。 いま、このような構法を構成したとき、鉄骨の
板要素が座屈しないように、被覆コンクリートと
一体化するためのコネクターを必要とする。 また、柱材の場合、コンクリート被覆に軸方向
の力を分担させることは、鉄骨部分の応力負担を
軽減する反面部材として弾塑性挙動が悪くなる。
即ち最大応力が生じ、かつ骨組全体の弾塑性挙動
を支配する接合部近傍のコンクリートが剥離し、
急激な耐力低下とスリツプ型の履歴性状（挙動）
を示すことになる。 そこで、鉄骨の高い靭性を引出すため、柱上下
端だけ、コンクリート被覆を切断し、軟かい耐火
被覆材を施す（例えば岩綿など）。こうすること
によつてコンクリートへの応力伝達をさけ、鉄骨
の板要素の座屈防止と、耐火被覆機能のみを期待
ることになる。 この場合のコネクターは、柱、はりとを各々第
２図イ，ロ，ハ，ニに示すように、丸鋼３を全周
にまわし、所定間隔ごとに取付ける。 また、Ｈ形断面の鉄骨ばりでは、横座屈で耐力
が決まる場合が多いため（この場合、とくに下フ
ランジが横方向フリーとなつている）、横補鋼材
を入れるとよい。しかし、第２図ハ，ニに示すよ
うなコンクリート被覆６をつける大幅な横座屈耐
力の上昇になる。 なお、第５図には、幅厚比（Ｂ／Ts）の異な
る鉄骨（コンクリート被覆した場合を含む）にお
ける耐力比較実験結果を示した。これによると、
幅厚比が48（FCクラス）でも、コンクリート被覆
を施すと幅厚比33.3（FAクラス）の耐力に近い値
が得られる。つまり局部座屈を生じず、理論降伏
耐力を充分上回る耐力が得られる。 尚図中の印は次の幅厚比地の条件を示す。 □Ｂ／Ts＝33.3 コンクリートなし ○Ｂ／Ts＝48. コンクリートなし ●Ｂ／Ts＝48. コンクリート付 （コネクタピツチ100mm） 〓Ｂ／Ts＝48. コンクリート付 （コネクタピツチ50mm） ▲Ｂ／Ts＝62.5 コンクリート付 （コネクタピツチ100mm） Ｎ：軸力実験値、Ｎ（DESIGN）：軸力設計理
論値、Ｍ：曲げモーメント実験値、Ｍ
（DESIGN）：曲げモーメント設計論理値、σy：
鋼材の降伏強度 実験によるとコンクリート被覆は全体座屈（横
座屈）の防止にも効果的であることが判明した。 ［発明の効果］ 本発明によるこのコンクリート被覆鉄骨構造構
法は、局部および横座屈を防止し鉄骨のすぐれた
弾塑性挙動を得ると共に耐火性をも確保できるも
のである。特に本発明は、長柱のコンクリート被
覆鉄骨構造の場合に優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図はフランジ板厚と溶接量（溶接長換算）
との関係図、第２図は本発明の実施例を示す図で
イ，ロは角鋼管に適用した場合の平面及び断面
図、ハ，ニはＨ形鋼に適用した場合の平面図及び
断面図、第３図はＨ形鋼及び角鋼管のコンクリー
ト被覆部材の側面及び断面図、第４図はコンクリ
ート被覆した部材で柱梁を接合する組立図、イは
立面図ロはＡ−Ａ断面図、第５図は、幅厚比の異
なる鉄骨にコンクリート被覆を施し耐力を比較し
たグラフである。 …角鋼管、２……Ｈ形鋼、３……コネクター
筋、５……型枠、６……被覆コンクリート、１１
……柱、１２……梁、１３……床スラブ、１５…
…後づめ耐火被覆。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 鉄骨の表面に鉄筋及びコネクター筋を取りつ
   け、更にコンクリート被覆を施してつくられたプ
   レキヤスト鉄骨を用いて組立てられるコンクリー
   ト被覆鉄骨構造物において、 該鉄骨構造物を構成するプレキヤスト鉄骨柱の
   上下端部の局部座屈を生じない範囲を、コンクリ
   ートに代えて軟らかい耐火材で被覆したことを特
   徴とするコンクリート被覆鉄骨構造。